王夫釗

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550022）

0 引言

在高速公路上，如果采用復(fù)合通行卡（433MHz+13.56MHz雙頻RFID有源電子標(biāo)簽）取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)卡、IC卡，在二義性路徑歧義點處安裝標(biāo)識基站，車輛在高速公路路口領(lǐng)取一張復(fù)合通行卡，輸入入口信息，當(dāng)車輛行經(jīng)標(biāo)識站點時，標(biāo)識基站將路徑標(biāo)識碼寫入復(fù)合通行卡中，車輛無需減速、停車便可以自由通行。車輛在高速公路出口交還復(fù)合通行卡，由系統(tǒng)根據(jù)復(fù)合通行卡中記錄的入口信息、路徑信息，就能夠自動、準(zhǔn)確、完整地識別車輛的行駛路徑，實現(xiàn)精確拆分，也可實現(xiàn)精確收費、交通流信息采集等擴展應(yīng)用。

1 系統(tǒng)總體框架

在原有聯(lián)網(wǎng)收費操作系統(tǒng)平臺上，該系統(tǒng)采用“RFID電子標(biāo)簽＋非接觸式IC卡”相結(jié)合的技術(shù)方案，即采用RFID通信技術(shù)讀寫功能和非接觸IC卡讀寫功能相結(jié)合的復(fù)合通行卡技術(shù)實現(xiàn)二義性路徑識別功能。二義性路徑識別總體框架主要由復(fù)合通行卡、車道系統(tǒng)、收費站系統(tǒng)、路側(cè)標(biāo)識系統(tǒng)、路段收費分中心系統(tǒng)、收費結(jié)算管理中心等組成。二義性識別系統(tǒng)總體框架圖如圖1所示。

圖1 二義性路徑識別系統(tǒng)圖

2 高速公路二義性路徑識別系統(tǒng)設(shè)計

2.1 智能卡

本系統(tǒng)利用先進的光電、計算機、圖像處理、模式識別、遠程數(shù)據(jù)訪問等技術(shù)，對監(jiān)控路面過往的每一輛機動車的前部圖像和車輛全景圖像進行全天候?qū)崟r記錄。計算機根據(jù)漢王智能高清攝像頭提供的車牌識別結(jié)果，可以進行車輛動態(tài)布控，對超速、逆行等違法以及被盜搶、肇事逃逸的嫌疑車輛進行報警，通過公安網(wǎng)絡(luò)將各個監(jiān)控點的信息傳送到交警支隊機房，實行信息共享。該系統(tǒng)可識別符合“GA36—92”（92式牌照）和“GA36.1—2001”（02式牌照）標(biāo)準(zhǔn)的民用車牌照、04式新軍牌和新武警車牌的漢字、字母、數(shù)字、顏色等信息，采用先進的夜間檢測算法和頻閃LED燈，在夜間較低照度情況下實現(xiàn)車輛抓拍與識別，避免強光對司機視覺的刺激。二義性識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)見表1所示。

表1 二義性識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)

表1 （續(xù)）

該系統(tǒng)采用200/300/500萬像素的高清攝像機進行車輛圖片抓拍，DSP嵌入式高清設(shè)備，無須工控機。同時采用CCD攝像機，可以降低LED輔助光源對司機的影響，1臺高清攝像機可覆蓋單向3車道，具有車型及車身顏色判斷功能，全天候車牌識別率高。

2.2 電子警察

電子警察采用500萬像素的高清攝像機對違法、闖紅燈車輛進行自動抓拍記錄。攝像機對違法、闖紅燈車輛抓拍3張圖片（1張車輛在停止線前，1張車輛在停止線上，1張車輛在停止線后，可以根據(jù)客戶需要進行調(diào)整），該組圖片信息可清晰地反映車輛違法地點、違法車道、行駛方向、闖紅燈違法時間、紅燈開始結(jié)束時間、違法類型、車牌號碼、車輛類型和圖片序號。同時也可以了解到紅燈信號（含箭頭燈）以及車輛壓在或越過停車線等情況。并且可以根據(jù)客戶需要進行相應(yīng)修改，以滿足各種不同的需求。

該系統(tǒng)采用500萬高清攝像頭，在清晰地獲取車牌照的同時還能夠清晰地進行視頻錄像（H.264格式），具有先進的夜間補光及觸發(fā)同步技術(shù)，可根據(jù)現(xiàn)場光線強弱自動控制補光設(shè)備的開啟及關(guān)閉。

2.3 雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計

雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計指系統(tǒng)與標(biāo)簽信息讀寫分別采用車道路測標(biāo)識和多路徑標(biāo)識。車道路測識別采用反射調(diào)制式讀寫，安裝在車道出入口，其功能是與電子標(biāo)簽通信，完成ETC車輛檢測、辨別車輛行駛路徑和收費交易。

雙路側(cè)標(biāo)識設(shè)計系統(tǒng)由以下部分組成：（1）路邊設(shè)備控制器是1臺計算機設(shè)備，通常與天線及其控制器、抓拍系統(tǒng)等設(shè)備互聯(lián)；（2）天線及其控制器實現(xiàn)與車載OBU之間的通信；（3）抓拍系統(tǒng)是針對違章車輛以及無電子標(biāo)簽車輛的電子記錄系統(tǒng)，用于事后對這些車輛進行通行費追繳和違章處罰。

2.4 組合兩片式電子標(biāo)簽的設(shè)計

針對我國具體國情，考慮到大部分收費站采用IC卡進行交易，系統(tǒng)采用組合兩片式電子標(biāo)簽作為車輛身份、行駛路徑記錄和解繳通行費的信息載體。組合兩片式標(biāo)簽綜合RFID和IC卡技術(shù)的優(yōu)點，由兩片式電子標(biāo)簽和雙界面CPU卡組成，既能精確記錄車輛在路網(wǎng)內(nèi)的行駛路徑，又具備普通IC路網(wǎng)收費功能。同時系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的IC卡接口（通常為ISO7816規(guī)格的接觸式IC卡接口或ISO14443規(guī)格的非接觸IC卡接口），與IC卡組成一套完整的組合兩片式車載設(shè)備。

3 二義性路徑識別系統(tǒng)的優(yōu)勢

3.1 全套解決方案

該系統(tǒng)提供了從硬件設(shè)備（路側(cè)單元RSU、車載單元OBU、桌面單元ODU）到收費站系統(tǒng)軟件、路段分中心系統(tǒng)軟件、管理中心系統(tǒng)軟件以及遠程操作維護平臺在內(nèi)的全套解決方案，實現(xiàn)了軟硬件的無縫連接，避免了不同廠家之間產(chǎn)品繁瑣的對接問題。端到端的集成方案和完善的一站式服務(wù)，一攬子的工程實施方案，為客戶帶來了放心滿意的服務(wù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)保證了信息的及時傳遞和更新。管理中心和路段收費分中心（中心）需要監(jiān)視、管理路側(cè)標(biāo)識站信息。本系統(tǒng)支持光纖組網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)兩種通信方式，實現(xiàn)信息的交互，設(shè)備的管理及遠程維護。

3.3 路徑信息的準(zhǔn)確識別

基于RFID的二義性路徑識別系統(tǒng)，識別距離遠，最大距離可達200m，識別速度快，同時識別多個對象（多臺車輛），抗干擾能力強，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，采用特殊加密方法，極難被仿制和人為干擾破，安全性高，可以對路徑信息進行準(zhǔn)確的記錄。

3.4 便捷性

二義性路徑識別系統(tǒng)建設(shè)簡便，只需要對現(xiàn)有的收費系統(tǒng)進行簡單地改造，通過一增、一改、一換即可實現(xiàn)二義性路徑識別系統(tǒng)與高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的有效結(jié)合。一增：在二義路徑的關(guān)鍵點增設(shè)路側(cè)標(biāo)識站，即可實現(xiàn)路徑信息的發(fā)送；一改：對原有收費軟件中的拆分模塊進行修改，根據(jù)車輛實際行駛的路徑進行費用的合理拆分；一換：更換現(xiàn)有的IC通行卡及讀寫器，改用兼顧高頻13.56MHz和超高頻433MHz的復(fù)合式通行卡，將普通讀寫器更換為具備標(biāo)準(zhǔn)短距離非接觸IC卡讀寫及433MHz RFID讀寫能力的桌面單元ODU。

3.5 經(jīng)濟性

二義路徑關(guān)鍵點不多，對路側(cè)標(biāo)識系統(tǒng)的投資少；采用433MHz超高頻系統(tǒng)，相對于ETC來說，設(shè)備投資的成本較低；除增設(shè)路徑標(biāo)識站以及更換桌面發(fā)卡器即ODU外，出入口收費站和車道可基本沿用現(xiàn)有的設(shè)備，無需其他設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)費用。

3.6 兼容性

現(xiàn)有收費運作模式基本不用改變。出入口的操作流程基本不變，后臺數(shù)據(jù)的傳輸方式不變，收費方式和結(jié)算模式基本保持不變。

3.7 維護便捷性

系統(tǒng)在研發(fā)過程中，考慮到路側(cè)設(shè)備需要在室外惡劣的環(huán)境下工作，不易維護，所以設(shè)備具有遠程維護及遠程狀態(tài)查詢、告警、診斷的功能，即在監(jiān)控中心可以查到各個標(biāo)識站的運行情況。通過遠程管理各個標(biāo)識站的路側(cè)設(shè)備，降低了維護難度及成本。

4 結(jié)語

該設(shè)計方案成本低，技術(shù)成熟，與現(xiàn)有系統(tǒng)能很好兼容且后期維護簡單。與傳統(tǒng)收費方式相比，該方案的車道通行能力可以提高10倍以上，因此具有較強的實用性和可操作性。

[1] 胡耀民.基于RFID雙頻卡的多義路徑識別的研究與實現(xiàn)[J].計算機與現(xiàn)代化，2010（11）：180-183.

[2] 李光輝.高速公路二義性路徑識別系統(tǒng)實施方案[J].科學(xué)之友，2010（21）：66-69.

[3] 于江浩.高速公路聯(lián)網(wǎng)收費中多義性路徑識別技術(shù)探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009（24）：74-77.